8.6. Потери в передаче и кпд

Потери мощности в ременной передаче складываются из потерь в опорах валов; потерь на внутреннее трение в ремне, связанное с периодическим изменением деформаций, и в основном с деформациями изгиба; потерь от сопротивления воздуха движению ремня и шкивов.

Все эти потери трудно оценить расчетом, а поэтому КПД передачи определяют экспериментально. При нагрузках, близких к расчетным, среднее значение КПД для плоскоременных передач  = 0,97, для клиноременных = 0,96.

Рисунок 8.7 – Кривые скольжения

Кривые скольжения и КПД. Работоспособность ременной передачи принято характеризовать кривыми скольжения и КПД (рисунок 8.7), которые являются результатом испытаний ремней различных типов и материалов. На графике по оси ординат откладывают относительное скольжение ε и КПД, а по оси абсцисс – нагрузку передачи, которую выражают через коэффициент тяги

.

Коэффициент тяги позволяет судить о том, какая часть предварительного натяжения ремня F₀ используется полезно для передачи нагрузки F₁, то есть характеризует степень загруженности передачи. Выражение нагрузки передачи через безразмерный коэффициент объясняется тем, что скольжение и КПД связаны со степенью загруженности передачи, а не с абсолютным значением нагрузки.

На начальном участке кривой скольжения от 0 до наблюдается только упругое скольжение. Так как упругие деформации ремня приближенно подчиняются закону Гука, этот участок близок к прямолинейному. Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к частичному, а затем и полному буксованию. В зоне – наблюдается как упругое скольжение, так и буксование. Они разделяются продолжением прямой ε штриховой линией.

Рабочую нагрузку рекомендуют выбирать вблизи критического значения и слева от нее. Этому значению соответствует также и максимальное значение КПД. Работу в зоне частичного буксования допускают только при кратковременных перегрузках, например, в момент запуска двигателя. В этой зоне КПД резко снижается вследствие увеличения потерь на скольжение ремня, а ремень быстро изнашивается. Размер зоны частичного буксования характеризует способность передачи воспринимать кратковременные перегрузки.

Отношение для ремней: плоских кожаных и шерстяных – 1,35 – 1,5; прорезиненных – 1,15 – 1,3; хлопчатобумажных – 1,25 – 1,4; клиновых – 1,5 – 1,6.

8.7. Допускаемые полезные напряжения в ремне

Определив по кривым скольжения , находят полезное допускаемое напряжение для испытуемой передачи:

, (8.20)

где s = 1,2 – 1,4 – коэффициент запаса тяговой способности по буксованию.

Кривые скольжения получают при испытаниях ремней на типовых стендах при типовых условиях: = 180°, и = 10 м/с, нагрузка равномерная, передача горизонтальная.

Переход от значений для типовой передачи к допускаемым полезным напряжениям для проектируемой производят с помощью корректирующих коэффициентов:

= ₀С_αС_v,С_рС₀, (8.21)

где С_α – коэффициент угла обхвата, учитывающий снижение тяговой способности передачи с уменьшением угла обхвата;

С_v – скоростной коэффициент, вводимый только для передачи без автоматического регулирования натяжения и учитывающий уменьшение прижатия ремня к шкиву под действием центробежных сил;

С_р – коэффициент режима нагрузки, учитывающий влияние периодических колебаний нагрузки на долговечность ремня;

С₀ – коэффициент, учитывающий способ натяжения ремня и наклон линии центров передачи к горизонту (у вертикальных передач собственная масса ремня уменьшает его прижатие к нижнему шкиву).

На практике формулу (8.21) используют только для расчета плоскоременных передач. Значения корректирующих коэффициентов выбирают по рекомендациям из справочников.